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| 1 | 污水生物处理工艺低温下微生物种群结构显示文摘构建有针对性的运行控制策略是我国城市污水生物处理工艺冬季低水温条件下高效稳定运行的重要保证.以我国北方低温期(8~15℃)稳定运行的4个典型污水生物处理工艺为对象,利用高通量测序方法系统解析了活性污泥中的微生物群落及碳、氮、磷去除等关键功能种群结构,阐明了重要功能种群在低温影响下的动态变化及与污染物去除性能间关系,为控制策略的有效建立提供了坚实的科学数据基础.尽管存在着不同工艺形式,但结果表明低温期活性污泥均具有较为良好的种群丰富度,其中放线菌门(Actinobacteria)在低温期优势地位提升;关键功能种群中硝化种属Nitrosomonas受温度影响较大,而作为核心种群的反硝化种属则因分布广泛及多样性高,整体丰度受温度变化影响较小,工艺的反硝化性能仅与回流比具有相关性;Tetrasphaera在4个工艺中广泛存在但仅在厌氧/好氧交替条件下承担主要除磷功能;低温下4个工艺中多种丝状菌优势生长并诱发污泥膨胀,但对出水水质影响较小. | 尚越飞 王申 宗倪 杜海洲 张鑫 齐嵘 杨敏 | 2020 | 环境科学2020，41，10： | 15 |
| 2 | 北方某污水处理厂抗氯离子冲击效果分析显示文摘北方某污水处理厂规模为10万m^3/d,自2017年以来开始受海水倒灌冲击,污水处理厂中氯离子浓度和电导率随着潮汐潮位的变化呈现出波动性变化。污水处理厂采用改良AAO+MBBR工艺,在氯离子浓度频繁波动的情况下仍保持较高的脱氮除磷效果。通过试验研究发现,MBBR悬浮载体具有较好的抗冲击能力,氯离子波动冲击对于悬浮载体的硝化效果无明显影响,而对活性污泥的硝化过程具有明显的抑制作用。在反硝化方面,氯离子冲击会降低反硝化速率,此时需要延长缺氧区HRT或增大碳源投加量来保证TN的去除。采用改良AAO镶嵌MBBR工艺,通过好氧区投加悬浮载体,扩大缺氧区HRT。实践证明该工艺在硝化和反硝化效果上抗冲击性能良好,适用于高盐废水的处理。 | 栾志翔 李志伟 王江宽 宋平周 周家中 吴迪 | 2020 | 给水排水2020，46，1： | 12 |
| 3 | A^(2)/O-BCO系统中碳源类型对反硝化除磷及菌群结构的影响显示文摘采用厌氧/缺氧/好氧-生物接触氧化(A^(2)/O-BCO)工艺处理低碳氮(C/N)比污水,考察单因素碳源(阶段Ⅰ:乙酸钠;阶段Ⅱ:乙酸钠+丙酸钠;阶段Ⅲ:丙酸钠)对有机物去除以及同步脱氮除磷的影响,并重点探究乙酸钠、丙酸钠混合碳源条件下内碳源(PHA、Gly)的转化利用以及反硝化除磷(DPR)机理,同时通过高通量测序对比了不同阶段微生物菌群结构的演变规律.结果表明:混合碳源提高了有机物、氮、磷的同步去除效率,厌氧段内碳源转化量为226mg/h,释磷量高达30.58mg/L,DPR效率稳定在90%以上;批次试验表明反硝化聚磷菌(DPAOs)占聚磷菌(PAOs)的比例为72.42%,基本实现了DPAOs的富集;高通量测序结果表明混合碳源更有利于形成独特的OTUs菌群,PAOs(包括Accumulibacter和Acinetobacter)和DPAOs(包括Dechloromonas和Pseudomonas)总量高达29.13%(>16.18%(阶段Ⅲ)>14.34%(阶段Ⅰ)),有效促进了碳源的高效利用以及反硝化除磷效率;BCO反应器中氨氧化菌(AOB,包括Nitrosomonas和Nitrosomonadaceae)和亚硝酸盐氧化菌(NOB,以Nitrospira为主)总量从3.89%(N1)增加到23.09%(N2)、37.23%(N3),为反硝化除磷提供充足的电子受体;此外,建立了基于碳源高效利用的运行调控策略,以期为A^(2)/O-BCO工艺的推广应用提供理论参考. | 范亚骏 张淼 季俊杰 程吉林 吴启超 何成达 | 2022 | 中国环境科学2022，42，1： | 10 |
| 4 | 高原生境下A^(2)O工艺对污水处理的微生物机制显示文摘基于Illumina MiSeq高通量测序技术,以高原生境下A^(2)O工艺的活性污泥为研究对象,探讨不同温度下微生物群落结构、丰度及相关性.结合污染物分解、吸附及转化等代谢过程中的主要功能蛋白、功能基因、酶的种类及丰度在碳、氮、磷等污染物代谢途径中的作用,从生物化学和分子水平的角度分析了高原地区A^(2)O工艺对污水处理的微生物学机制.结果表明:优势细菌门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门及绿弯菌门,优势细菌属为norank_f__AKYH767、腐败螺旋菌、Ottowia、伯克氏菌、IMCC26207、Novosphingobium.污染物去除和微生物群落发挥作用的效果在15℃为最优,微生物群落的COG、代谢途径、基因和酶活性最适宜的温度为20℃.主要功能蛋白为一般功能预测、氨基酸运输与代谢和基因转录;主要代谢途径为:ABC转运蛋白,细菌双组分调节系统,嘌呤、核糖体及嘧啶等代谢,主要功能基因的产物(酶)为:烯酰辅酶A水合酶、乙酰辅酶A C-乙酰转移酶、醛脱氢酶(NAD+)、硫代硫酸盐及外多磷酸酶. | 郝凯越 李远威 宗永臣 尤俊豪 郭明哲 | 2021 | 中国环境科学2021，41，5： | 10 |
| 5 | 玉米秸秆低温降解复合菌系降解能力及微生物组成研究显示文摘根据还田秸秆配施尿素的生产实际,对玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20进行氮源培养基驯化,探明其菌种组成和功能多样性及其与菌源菌种结构差异,完善复合菌系筛选方法,促进其开发利用。本文以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象,在硫酸铵和尿素不同配比下连续继代培养10代,获得不同氮源菌系(硫酸铵处理N1,硫酸铵和尿素混合处理N2-N5,尿素处理N6),测定其玉米秸秆降解率,评价复合菌系秸秆降解效率;采用MiSeq高通量测序对菌源土壤样品及不同氮源下继代培养的复合菌系菌种组成和功能多样性进行研究。结果显示N2处理玉米秸秆降解率显著高于其他处理;菌源土壤的Alpha多样性指数显著高于继代培养后的复合菌系,不同处理间N2处理显著高于其他氮处理;菌源和复合菌间以及不同氮处理间菌种组成具有显著差异,N2处理菌种组成多样性较高,菌群结构更加丰富、均匀,且碳水化合物的代谢通路丰度较高。菌源经限制性继代筛选后得到了参与玉米秸秆降解过程的功能菌,能有效提高秸秆降解率,其在硫酸铵和尿素氮源为0.16%+0.04%的条件下,菌系的秸秆降解效率较高,这为复合菌的生产实际开发利用提供了理论依据。 | 青格尔 于晓芳 高聚林 王志刚 胡万吉 闹干朝鲁 王振 胡树平 孙继颖 屈佳伟 | 2020 | 中国生态农业学报(中英文)2020，28，11： | 9 |
| 6 | 基于异养-硫自养反硝化耦合技术的陶粒-硫磺混合生物填料对城市污水处理厂尾水的深度脱氮显示文摘针对城市污水处理厂脱氮能力的不足,设计了2种不同体积比的陶粒-硫磺混合生物填料反应器(陶粒与硫磺的体积比分别为2∶1和5∶1),并用其对城市污水处理厂尾水进行了深度处理。结果表明,陶粒与硫磺体积比为2∶1的混合生物填料反应器(R2,高硫耦合组)在C/N为4,HRT为4 h的条件下处理模拟废水时脱氮效率最高,TN平均去除率和平均出水质量浓度分别为(92.62±1.36)%和(2.39±0.22) mg·L^(-1)。相比于R1(异养对照组),R2在保证脱氮效率的同时,碳源投加量更少;此外,R2在最佳条件下促进了体系内反硝化微生物群落Thauera(陶厄氏菌属)和Thiobacillus(硫杆菌属)的生长,二者的相对丰度之和为39.13%。 | 史航 隆添翼 柳聪 吴圣凯 范遥 刘波 | 2022 | 环境工程学报2022，16，4： | 4 |
| 7 | 曝气⁃电解生态浮床的净化效果与机理分析显示文摘为强化生态浮床对重污染河道水体的净化能力,采用曝气-电解生态浮床联合技术增强生态浮床的净化功能.试验考察了电流密度、曝气量和处理时间对模拟的高氮磷重污染水体的净化潜力,分析了电解反应对填料细菌群落结构组成和浮床水生植物黄菖蒲(Iris pseudacorus)生长的影响.结果表明:在进水NH3-N浓度为10 mg·L-1,PO43-浓度为0.8 mg·L-1,电流密度为0.74 mA·cm-2,水力停留时间为3 d的条件下,相比于电解生态浮床和传统的生态浮床,曝气-电解生态浮床有利于水体中NH3-N的去除(p<0.001),其NH3-N浓度下降至(0.92±0.24) mg·L-1,而电解生态浮床处理的水体NH3-N浓度为(6.85±0.17) mg·L-1,传统生态浮床处理水体中NH3-N浓度高达(8.09±0.40) mg·L-1,曝气促进了水体中NH3-N向NO-2-N和NO-3-N的转化.电解有利于水体中PO43-的去除,电解生态浮床处理水体中的PO43-浓度下降至(0.43±0.02) mg·L-1,曝气-电解生态浮床处理的水体中PO43--P下降至(0.46±0.02) mg·L-1,可见,电解促进了PO43-的去除.从对I.pseudacorus生理生化指标变化分析可知,曝气有利于减弱电解反应对I.pseudacorus的损伤;对基质生物膜的16S rDNA分析可知,电解反应增加了浮床基质中自养反硝化微生物数量.因此,曝气-电解生态浮床是一种有效的净化重污染水体的方法. | 闫诚 马汤鸣 杨顺清 杨柳燕 高燕 | 2020 | 环境科学学报2020，40，11： | 4 |
| 8 | Biofilm response and removal via the coupling of visible-light-driven photocatalysis and biodegradation in an environment of sulfamethoxazole and Cr(Ⅵ)显示文摘The widespread contamination of water systems with antibiotics and heavy metals has gained much attention.Intimately coupled visible-light-responsive photocatalysis and biodegradation(ICPB)provides a novel approach for removing such mixed pollutants.In ICPB,the photocatalysis products are biodegraded by a protected biofilm,leading to the mineralization of refractory organics.In the present study,the ICPB approach exhibited excellent photocatalytic activity and biodegradation,providing up to~1.27 times the degradation rate of sulfamethoxazole(SMX)and 1.16 times the Cr(Ⅵ)reduction rate of visiblelight-induced photocatalysis.Three-dimensional fluorescence analysis demonstrated the synergistic ICPB effects of photocatalysis and biodegradation for removing SMX and reducing Cr(Ⅵ).In addition,the toxicity of the SMX intermediates and Cr(Ⅵ)in the ICPB process significantly decreased.The use of MoS_(2)/CoS_(2)photocatalyst accelerated the separation of electrons and holes,with·O_(2)^(–)and h+attacking SMX and ereducing Cr(Ⅵ),providing an effective means for enhancing the removal and mineralization of these mixed pollutants via the ICPB technique.The microbial community results demonstrate that bacteria that are conducive to pollutant removal are were enriched by the acclimation and ICPB operation processes,thus significantly improving the performance of the ICPB system. | Liushu Pan ZhouWan Qilin Feng Jue Wang Jianhua Xiong Shuangfei Wang Hongxiang Zhu Guoning Chen | 2022 | Journal of Environmental Sciences2022，34，12： | 2 |
| 9 | 华东某污水处理厂采用MBBR工艺升级改造的效果分析显示文摘华东某污水处理厂位于太湖流域,共分为4期建成。针对各期不同的情况,采用移动床生物膜反应器(MBBR)工艺进行升级改造,通过向部分池体中投加悬浮载体的方式,并结合部分功能区域的调整,实现了镶嵌式的原池改造。改造后出水COD_(Cr)、BOD_(5)、氨氮、TN、SS和TP的浓度均能够稳定达到一级A标准。氨氮的去除以MBBR区域为主,保障了系统的稳定运行。悬浮载体上硝化菌的相对丰度是活性污泥中的5.4倍,而活性污泥中反硝化菌的相对丰度高于悬浮载体。本项目改造总投资为965万元,经改造后稳定运行,电耗均值为0.277 kW·h/m^(3),合计药剂成本为0.01470元/m^(3)。 | 谈小雁 李军 李志伟 张晶晶 | 2022 | 净水技术2022，41，7： | 2 |
| 10 | 硫自养反硝化饮用水脱氮:悬浮填料与硫源作用效果评估显示文摘针对饮用水硝酸盐污染和固定床硫自养反硝化脱氮负荷低等问题,开展流化床型硫自养反硝化脱氮研究,探究聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭悬浮填料对硫自养反硝化的影响,并对比了不同硫源(升华硫、硫代硫酸钠和生物硫)对反硝化效果的影响.结果表明,悬浮填料可显著提升反硝化脱氮效果,升华硫与硫代硫酸钠效果优于生物硫.在最佳条件下,TN去除率可稳定保持在98.49%,TN脱氮负荷达2.84 g·L^(-1)·d^(-1).机理分析表明,悬浮填料中海藻酸钠可作为异养反硝化的有机碳源,实现自养与异养反硝化相结合,减少了副产物NO_(2)^(-)和SO_(4)^(2-)的生成,并提供碱度,保持体系pH的稳定.加入悬浮填料后,反硝化微生物生长得到促进,优势菌属为Thauera(兼性自养反硝化菌)和Brachymonas(异养反硝化菌). | 田家宇 刘哲颖 古振澳 马方凯 邵军荣 胡承志 | 2023 | 环境科学学报2023，43，2： | 2 |
| 11 | 电极生物膜耦合硫自养强化型人工快渗系统脱氮性能显示文摘由于人工快渗(CRI)系统对TN去除率较低,该技术在污水处理领域的应用受到限制。为提高TN去除率,将电极生物膜和硫自养反硝化技术耦合应用于CRI系统,考察了“异养+氢自养+硫自养”反硝化脱氮的可行性,并通过菌群结构解析了电极生物膜耦合硫自养强化脱氮的机理。结果表明,电极生物膜耦合硫自养强化型CRI系统在电流强度为15 mA时,TN平均去除率可达73.0%,相比传统CRI系统提高了48.0百分点。从稳定运行的电极生物膜耦合硫自养强化型CRI系统反硝化区共检测出231个已知菌属,其中具有硫自养反硝化功能的产硫酸杆菌属(Thiobacillus)和具有氢自养反硝化功能的噬氢菌属(Hydrogenophaga)相对丰度较高,分别为35.9%、15.7%。硫自养反硝化、氢自养反硝化和异养反硝化的共同作用促进了CRI系统脱氮性能的提高。 | 陈佼 陆一新 王瑞 江庆 张建强 | 2019 | 环境污染与防治2019，41，9： | 1 |
| 12 | Enhancing short-term ethanol-type fermentation of waste activated sludge by adding saccharomycetes and the implications for bioenergy and resource recovery显示文摘Ethanol-type sludge fermentation has recently attracted much attention because it can enhance direct interspecies electron transfer and thus improve the anaerobic digestion of waste activated sludge(WAS). In this paper, the enhancement of short-term ethanol-type fermentation of WAS via adding Saccharomyces was investigated. The experimental results show that the maximum ethanol production of 1030.8 ± 20.6 mg/L was achieved, with the optimum fermentation conditions of a p H of 5.1, temperature of 26.0 ℃ and time of 8.0 hr. Although the content of volatile fatty acid(VFA) increased within 10 hr, it is one order of magnitude lower than the content of ethanol, indicating that the VFA generation did not affect the efficient production of ethanol. The analyses of changes in the microbial community during the fermentation process demonstrate that the greatest Saccharomyces activity occurred in the first 8 hr and it can play an important role in ethanol production even at a very low relative abundance. Meanwhile, most typical acid-producing bacteria were inhibited, but the hydrogenotrophic methanogens(i.e., Methanobacterium) were enriched to a certain extent. Further statistical analyses reveal that the Rhodobacter, Thermomonas, Terrimonas and Saccharomyces are responsible for ethanol production during the fermentation. However, these findings not only provide a reference for the development of enhancing ethanol-type fermentation of sludge, but also are expected to provide a new way of thinking for the efficient bioenergy and resource recovery from sludge. | Linke Zheng Ying Xu Hui Geng Xiaohu Dai | 2022 | Journal of Environmental Sciences2022，34，3： | 1 |
| 13 | Enhancing anoxic denitrification of low C/N ratio wastewater with novel ZVI composite carriers显示文摘External organic carbon sources are needed to provide electron donors for the denitrification of wastewater with a low COD/NO_(3)^(-)-N(C/N)ratio,increasing the treatment cost.The economic strategy is to enhance the bioactivity and/or biodiversity of denitrifiers to efficiently utilize organic substances in wastewater.In this study,novel zero-valent iron(ZVI)composite carriers were prepared and implemented in a suspended carrier biofilm reactor to enhance the bioactivity and/or biodiversity of denitrifiers.At the influent C/N ratio of 4(COD was 179.5±5.0 mg/L and TN was 44.2±0.8 mg/L),COD and TN removal efficiencies were 85.1%and 66.4%,respectively,in the reactors filled with 3 wt%ZVI composite carriers.In contrast,COD and TN removal efficiencies were 70.4%and 55.3%,respectively,in the reactor filled with conventional high-density polyethylene(HDPE)biofilm carriers.The biofilm formation on the 3 wt%ZVI composite carriers was optimized due to its higher roughness(surface square roughness increased from 76.0 nm to 93.8 nm)and favorable hydrophilicity(water contact angle dropped to 72.5°±1.4°from 94.3°±3.2°)compared with the HDPE biofilm carriers.In addition,heterotrophic denitrifiers,Thauera and Dechloromonas,were enriched,whereas autotrophic denitrifiers,Raoultella and Thiobacillus,exhibited high relative abundance in the biofilm of ZVI composite carriers.The coexistence of heterotrophic denitrifiers and autotrophic denitrifiers on the surface of ZVI composite carriers provided mixotrophic metabolism of denitrification(including heterotrophic and iron-based autotrophic),thereby ensuring effective denitrification for wastewater with a low C/N ratio without external organic carbon source addition. | Yanping Shi Tao Liu Hongtao Yu Xie Quan | 2022 | Journal of Environmental Sciences2022，34，2： | 1 |
| 14 | 复合菌系GF-20低温降解玉米秸秆过程中群落演替与理化特性显示文摘【背景】秸秆的生物降解具有高效率和环保等特点而备受关注。【目的】明确复合菌系GF-20秸秆降解过程中发挥重要作用的功能微生物类群及其与降解特性的关系。【方法】将复合菌系GF-20在10°C条件下恒温培养,定期取样测定其生长特性及秸秆分解特性,利用MiSeq高通量测序技术,分析不同降解时期复合菌系的群落结构变化规律。【结果】复合菌系GF-20在接种后1 d内进入对数生长期,pH值迅速下降至6.98,总糖含量迅速降低至0.22 mg/mL;3 d后体系可溶性化学需氧量降低至4.77 g/L,氧化还原电位迅速降低至-303 m V,并高效分泌纤维素酶;培养15 d时玉米秸秆降解率为31.97%,木质素、纤维素和半纤维素降解率分别为32.30%、44.85%和43.84%。在玉米秸秆降解过程中,降解初期(2、5 d)的优势菌属为Cellvibrio(29.55%)、Chryseobacterium(7.35%)、Hydrogenophaga(3.86%)和Pseudomonas(3.42%);降解中期(7、10d)的优势菌属为Azospirillum(9.92%)、Rhizobium(6.99%)、Nubsella(5.06%)和Stenotrophomonas(3.37%);降解后期(12、15 d)的优势菌属为Taibaiella(13.82%)、Pleomorphomonas(13.69%)、Flavobacterium(14.89%)、Cellulomonas(7.18%)、Devosia(7.36%)、Pedobacter(4.32%)和Sphingomonas(2.23%)。【结论】明确了复合菌系GF-20在不同降解时期微生物群落结构演替规律以及秸秆降解特性动态变化,为复合菌系的合理化利用提供理论依据。 | 青格尔 于晓芳 高聚林 王志刚 胡树平 孙继颖 屈佳伟 韩升才 | 2021 | 微生物学通报2021，48，8： | 1 |
| 15 | H_(2)-MBfR反硝化效能及影响因素显示文摘氢自养反硝化因资源节约、无二次污染,是可持续的低碳污水处理工艺。为探究氢基质膜生物膜反应器(hydrogen-based membrane biofilm reactor)反硝化的快速启动及其脱氮性能,考察了不同进水浓度、pH、氢通量(J_(m))等关键因素对H_(2)-MBfR反硝化过程的影响,分析了系统的微生物群落特征。结果表明:不同接种污泥14 d内反应器的反硝化效率均可稳定在98%以上,接种反硝化污泥更有利于快速启动;在氢气足够的条件下,通过提高进水NO_(3)^(-)-N浓度和缩短水力停留时间(HRT),反应器运行负荷提高了3.3倍,系统维持稳定、高效的反硝化性能,相对于异养反硝化,可节省CO_(2)的理论排放量约为0.83~1.25 g(以NO_(3)^(-)-N计);最佳初始pH在7.5左右,反硝化过程中亚硝酸盐的积累率最低;J_(m)与反硝化速率具有很好的一致性,提高J_(m)有利于提高反硝化效率。16s rRNA高通量测序结果表明,变形菌门Proteobacteria是H_(2)-MBfR系统中主导菌门,随着系统反硝化性能提升,该门类菌属达到47.5%。unclassified_f__Comamonadaceae、norank_f__Blastocatellaceae、Hydrogenophaga和Rhodobacter是H_(2)-MBfR系统中典型的反硝化菌属,在稳定期总丰度可达到46%左右。 | 缪润珠 王建芳 陈佳琦 赵俊杰 | 2022 | 环境工程学报2022，16，7： | 0 |
| 16 | 污水处理厂低温运行期活性污泥核心菌群初探显示文摘东北部冬季污水处理效果较差,污泥效能不佳,该文以长春市5座污水处理厂为研究对象,利用高通量测序技术分析了污水处理厂活性污泥中的微生物组成,最后通过5座污水处理厂活性污泥微生物共有OTUs及优势菌属功能特性初步鉴定出核心功能微生物。结果表明,不同污水处理厂的活性污泥微生物丰富度及多样性没有显著差异性(P>0.05)。初步确定了2个阶元系统的优势微生物,在门水平上为Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Acidobacteria、Actinobacteria Verrucomicrobia,且均与生物降解相关。属水平上为Dechloromonas、Zoogloea、Arcobacter、Ferribacterium、Candidatus_Accumulibacter、Sulfuritalea,其中与生物降解污染物相关的有Dechloromonas、Arcobacter、Ferribacterium、Candidatus_Accumulibacter、Sulfuritalea;与促进活性污泥菌胶团生长相关的菌属有Zoogloea。以上微生物有较高可能性为东北地区城市污水处理厂冬季运行期活性污泥微生物核心菌群。该研究对于低温状态下城市污水处理厂活性污泥核心微生物菌群的判别及通过技术调控功能菌从而强化冰封期污水厂出水效果均具有借鉴意义。 | 迟添霓 于佳傲 尹寅 王筱芊 王安琦 王晓玲 | 2023 | 环境科学与技术2023，46，3： | 0 |
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